大连地铁1、2号线主变电所供电能力分析(0901)
大连地铁接触网设计分析
大连地铁接触网设计分析作者：张潇来源：《科学与信息化》2017年第01期摘要大连地铁牵引供电系统采用DC1500V架空接触网系统。
架空接触网正常运行时采用双边供电，特殊状态下通过接触网联络开关构成大双边供电或者单边供电。
渡线、车场线、库线的牵引网采用单边供电。
当车场牵引变电所解列时，通过正线与车场之间的接触网联络开关，将正线电源引入车场中。
正线地下段接触网采用刚性悬挂，接触网采用“Π”型刚性悬挂，汇流排标称截面为2213 mm2，接触线截面采用120 mm2。
关键词接触网；设计；导线高度；电分段1 本工程总体设计分析大连地铁供电线路工程设学苑广场、泉水路、张前路共3座主变电所，采用66/35 kV两级电压集中供电方式，经AC35 kV环网电缆与车站变电所环串成供电网络，1、2号线共设11个供电分区。
AC35 kV经变电所牵引变压器降压、整流后为牵引列车提供1500 V直流电源；经动力变压器降压后为全线动力照明提供400 V交流电源。
正线线路采用架空刚性接触网，车辆段、停车场采用架空柔性接触网。
1.1 接触网工程设计特点大连地铁1、2号线牵引供电系统采用DC1500V架空接触网系统。
架空接触网正常运行时采用双边供电，特殊状态下通过接触网联络开关构成大双边供电或者单边供电。
渡线、车场线、库线的牵引网采用单边供电。
当车场牵引变电所解列时，通过正线与车场之间的接触网联络开关，将正线电源引入车场中。
正线地下段接触网采用刚性悬挂，接触网采用“Π”型刚性悬挂，汇流排标称截面为2213 mm2，接触线截面采用120 mm2。
地下段有圆形、马蹄形、矩形隧道三种类型隧道断面，接触网根据不同的隧道结构形式采用不同的绝缘支架悬挂安装刚性接触网。
车场出入段线从隧道引出进入一段高架区段，桥梁采用预应力混凝土连续箱梁形式。
接触网在高架线路采用架空柔性接触网形式，支柱安装于桥梁的两侧[1]。
车场线为地面线，接触网采用架空柔性接触网形式。
大连地铁投运对电网侧电能质量的影响
大连地铁投运对电网侧电能质量的影响
王睍
【期刊名称】《东北电力技术》
【年(卷),期】2012(033)007
【摘要】结合大连地铁1号、2号线工程实际情况,应用ETAP电力系统仿真软件搭建供电网模型,分析了正常运行方式、单台线变组解列、整座变电站解列三种运行方式,提出了滤波方案和无功补偿建议,评估了大连地铁1号、2号线投运初、远期对电网侧电能质量的影响,与国内已投运地铁实测值进行比较,确认分析结果是正确的.
【总页数】4页(P20-23)
【作者】王睍
【作者单位】福州大学电气工程及其自动化学院,福建福州350108
【正文语种】中文
【中图分类】U231.8
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地铁供电系统及常见故障分析
地铁供电系统及常见故障分析摘要：随着我国城市化水平的不断完善，城市交通成为城市化进程中的一个重要问题。
城市轨道交通具有大运量、高速、安全、准时、环保、节约能源和土地等特点。
世界各国普遍认识到：优先发展以轨道交通为主干的城市交通系统是解决城市的交通问题的根本出路。
牵引供电系统是城市轨道交通的最重要子系统之一，牵引供电系统是城市轨道交通的动力来源，只有牵引供电系统的正常运行才能保证城市轨道交通的正常运营，因此牵引供电系统对城市轨道交通来说显得尤为重要。
牵引供电系统是城市轨道交通系统中最为重要的基础能源设施，其功能是为轨道交通系统中的电力车辆供电，确保轨道交通列车车辆的正常运行。
通过对供电方案的比较，地铁供电系统采用大双边供电方式，系统包含电业局地区变电所与轨道交通主变电所之间的输电线路、轨道交通供电系统内部牵引降压输配电网络、直流牵引供电网和车站低压配电网；牵引供电系统由主变电所、高压/中压供电网络、牵引供电系统、电力监控系统、接触网系统、杂散电流防护和接地系统、供电车间等组成。
本篇论文是介绍了地铁牵引供电系统的结构成以及供电方式，论述了牵引供电系统各组成部分的运行方式，详细分析了几种典型故障的产生原因及处理方案。
关键词：地铁；牵引供电系统；牵引网供电方式；运行方式；故障分析近年来我国许多大城市城市都在着力发展城市轨道交通，如北京、西安、成都、杭州、深圳等，其中地铁成为城市轨道交通的重点发展方向，这主要在于地铁有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点。
这也是世界各国普遍的认识：解决城市的交通问题的根本出路在于优先发展以轨道交通为主干的城市交通系统，如地铁、轻轨等。
在地铁建设和运营过程中动力来源是一个非常重要的问题，牵引供电系统是地铁的动力来源，只有牵引供电系统的正常运行才能保证城市轨道交通的正常运营，因此牵引供电系统对地铁的正常运营来说显得尤为重要。
一、地铁牵引供电系统简介：地铁供电系统主要包括主变电所、牵引供电系统、牵引网系统、变配电系统、电力监控系统（SCADA）和杂散电流保护系统。
城市轨道交通供电系统
分散供电方式
混合式供电
• 将前两种供电方式结合起来;一般以集中式 供电为主，个别地段引入城市电网电源作 为集中式供电的补充，使供电系统更加完 善和可靠 这种方式称为混合式供电。地铁 一线和环线 建设中的武汉轨道交通工程、 青岛地铁南北线工程等即为混合式供电方 案。
混合供电方式
五 供电系统——中压网络
中压网络属性
• 中压网络有两大属性：一是电压等级;二是 构成形式
• 中压网络不是供电系统中独立的子系 统，但是它却是供电系统设计的核心内容 。它的设计牵扯到外部电源方案 主变电所 的位置及数量、牵引变电所及降压变电所 的位置与数量、牵引变电所与降压变电所 的主接线等。
应用
• 国内既有城市轨道交通的中压网络电压等级采用 了35kV若采用国外设备则是33kV或10kV 地铁 天 津地铁、长春轨道交通环线一期工程、大连快速 轨道交通3号线的中压网络为10kV；地铁1、2号 线的牵引网络采用了33kV;动力照明网络采用了 10kV；地铁明珠线的牵引网络采用了35kV，动力 照明网络采用了10kV；地铁1、2号线采用了 33kV的牵引动力照明混合网络；南京地铁南北线 一期工程、地铁采用了35kV的牵引动力照明混合 网络；武汉轨道交通一期工程、重庆轨道交通较 新线工程采用了10kV的牵引动力照明混合网络。
• 2经常处在动态运行状态中
• 和一般的电力线路只在两点间固定传输电能的作 用不同;在接触网下沿线有许多电动车组告诉运动 取流 电动车组受电弓（或受流器）以对接触网一 定的压力和速度与接触网接触摩擦运行，通过接 触网的电流很大。运行中不可避免地会产生受电 弓离线而引起电弧，再加上在露天区段还要承受 风 雾、雨、雪及大气污染的作用，使接触网昼夜 不停的处在振动、摩擦、电弧、污染、伸缩的动 态运行之中。这些因素对接触网各种线索、零件 都产生恶劣影响，使其发生故障的可能性较一般 电力线路的概率要大得多。
大连地铁1、2号线主变电所供电能力分析(0901)
大连地铁1、2线供电系统主变电所供电能力分析（针对铁三院方案三）北京城建设计研究总院有限责任公司2010年9月目录1、中压网络构成方案................................................................. 错误!未定义书签。
2、中压环网供电分区划分方案 (5)3、中压网络环网电缆设计与潮流计算 (6)4、计算与分析方法 (7)5、中压环网电缆选择及设置方案 (7)6、计算与分析验证内容 (8)7、计算结果与分析 (8)8、研究结果分析............................................................................. 错误!未定义书签。
大连地铁1、2号线主变电所供电能力分析1、中压网络构成方案中压网络既可以采用大分区环网供电方式，也可以采用小分区环网供电方式。
一般情况下，大分区中压供电网络（如：杭州地铁），主变电所之间两个供电分区带8～10座变电所。
小分区两座主变电所之间供电网络带4～5座变电所，中压供电网络正常运行方式下分级不超过4级。
（1）主所之间大分区供电网络的特点：1）电缆数量少：每个供电分区带8～10座变电所，供电分区之间为2路35kV环网电缆环入环出，电缆数量少。
2）建设投资小：随着铜材料涨价，电缆价格居高不下，由于电缆供电范围内的负荷较高，电缆截面较大，也就增加了建设投资，与小分区方案比较，还是节省投资。
3）可靠性低：由主变电所单独给各变电所提供电源，下级的各变电所之间，设有联络电缆，分区相互之间没有电力支援，当下级某座变电所的两路进线电源失电时，整个分区失电，影响范围较大。
4）继电保护选择性：大分区方案采用差动+过流保护的方案。
在继电保护选择性不满足要求的情况下，线路设置差动保护，在差动保护退出条件下，投入过流保护，过流保护不设置级差选择性。
（2）主所之间小分区供电网络的特点：1）电缆数量多：每个供电分区带4～5座变电所，供电分区之间为2路35kV环网电缆环入环出，电缆数量多。
大连地铁1、2号线电源系统与UPS设备
大连地铁1、2号线电源系统与UPS设备
范鑫
【期刊名称】《通信电源技术》
【年(卷),期】2022(39)6
【摘要】地铁通信电源系统是地铁通信专业的重要系统之一,也是为各个系统提供供电保障的重要系统。
大连地铁1、2号线于2015年开通运行,是大连市区内重要的交通工具,能够确保大连市民的快捷出行。
以大连地铁1、2号线不间断电源(Uninterruptible Power System,UPS)设备为研究对象,探讨大连地铁1、2号线UPS设备应用的具体内容,为后续全面提升UPS设备的技术水平提供一定的借鉴。
【总页数】3页(P129-131)
【作者】范鑫
【作者单位】大连地铁运营有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U23
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大连地铁供电系统设计--给运营公司汇报(1)
二、主变电所设置方案
根据《大连市地铁建设规 划》的意见，地铁1、2号线采 用主变电所集中供电方式，结 合线路方案，按照两条地铁线 路新建3座主变电所设计。结 合大连市规划局对地铁1、2号 线主变电所用地批复意见，3 座主变电所分别位于1号线学 苑广场站附近、1号线泉水路 站附近、2号线张前路停车场 内。
大连地铁供电系统设计汇报
直流部分 正常运行时：两套整流机组并联运行，组成等效24相脉波 整流，接触网越区隔离开关打开，与相邻两牵引变电所构成双 边供电方式，共同向供电范围内的电动车辆供电。车场变电所 独自向车场供电范围内的接触网供电。 故障运行时：当一套整流机组退出运行时，另一套机组在 运行条件许可（须符合以下条件：机组过负荷满足要求、谐波 含量满足要求、不影响故障机组的抢修）时继续供电，否则使 整个变电所退出运行，由相邻变电所通过越区开关或变电所直 流母线越区对供电范围内的接触网供电。
支路最大电流（A）
205
267
通过上述计算结果可知，本方案当主变电所故障时中压网 络最大电压损失为4.966%。
大连地铁供电系统设计汇报
五、牵引变电所分布方案
地铁1号线全线设牵引变电所11座，其中正线9座，分别位于 华北路、中华广场、松江路、春光街、兴工街、功成街、医大二 院、海事大学、河口，牵引变电所平均间距2.84km，除河口站为 独立牵引变电所外其他牵引所均与降压变电所合建；南关岭及河 口车辆段均设独立牵引1座，与车辆段降压所合建。 地铁2号线全线设牵引变电所13座，其中正线12座，分别位于 东海公园、东港广场、胜利广场、长春路、西安路、马栏广场、 南松路、机场、前革、革镇堡、体育中心东、南关岭 ，牵引变电 所平均间距3.05km，其中南关岭火车站牵引所直流馈线6路分别向 姚家、华北路、体育中心东三个方向供电；张前路车辆段设独立 牵引1座，与车辆段降压所合建。 牵引变压器容量：正线：2×3300kVA ，车辆段：2×2500kVA。
城市轨道交通供电系统
城市轨道交通供电系统一、城市轨道交通供电系统介绍城市轨道交通供电系统是为城市轨道交通运营提供所需电能的系统，不仅为城市轨道交通电动列车提供牵引用电，而且还为城市轨道交通运营服务的其他设施提供电能，如照明、通风、空调、给排水、通信、信号、防灾报警、自动扶梯等，应具备安全可靠、技术先进、功能齐全、调度方便和经济合理等特点。
在城市轨道交通的运营中，供电一旦中断，不仅会造成城市轨道交通运输系统的瘫痪，还会危及乘客生命与财产安全。
因此，高度安全可靠而又经济合理的电力供给是城市轨道交通正常运营的重要保证和前提。
城市轨道交通的用电负荷按其功能不同可分为两大用电群体。
一是电动客车运行所需要的牵引负荷。
二是车站、区间、车辆段、控制中心等其他建筑物所需要的动力照明用电，诸如：通风机、空调、自动扶梯、电梯、水泵、照明、AFC系统、FAS、BAS、通信系统、信号系统等。
在上述用电群体中，有不同电压等级直流负荷、不同电压等级交流负荷，有固定负荷、有时刻在变化的运动负荷。
每种用电设备都有自己的用电要求和技术标准,而且这种要求和标准又相差甚远。
城市轨道供电系统就是要满足这些不同用户对电能的不同需求，以使其发挥各自的功能与作用。
二、城市轨道交通供电系统的组成城市轨道交通供电系统一般包括外部电源、主变电所（或电源开闭所）、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统。
其中，牵引供电系统包括牵引变电所和牵引网，动力照明供电系统包括降压变电所和动力照明配电系统。
城市轨道交通供电系统中一般设置三类变电所，即主变电所（分散式供电方式为电源开闭所）、降压变电所及牵引降压混合变电所。
主变电所是指采用集中供电方式时，接受城市电网35kV及以上电压等级的电源,经其降压后以中压供给牵引变电所和降压变电所的一种地铁变电所，是专为城市轨道交通系统提供能源的枢纽。
降压变电所：从主变电所（电源开闭所）获得电能并降压变成低压交流电，为车站、隧道动力照明负荷提供电源。
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大连地铁1、2线供电系统主变电所供电能力分析（针对铁三院方案三）北京城建设计研究总院有限责任公司2010年9月目录1、中压网络构成方案................................................................. 错误!未定义书签。
2、中压环网供电分区划分方案 (5)3、中压网络环网电缆设计与潮流计算 (6)4、计算与分析方法 (7)5、中压环网电缆选择及设置方案 (7)6、计算与分析验证内容 (8)7、计算结果与分析 (8)8、研究结果分析............................................................................. 错误!未定义书签。
大连地铁1、2号线主变电所供电能力分析1、中压网络构成方案中压网络既可以采用大分区环网供电方式，也可以采用小分区环网供电方式。
一般情况下，大分区中压供电网络（如：杭州地铁），主变电所之间两个供电分区带8～10座变电所。
小分区两座主变电所之间供电网络带4～5座变电所，中压供电网络正常运行方式下分级不超过4级。
（1）主所之间大分区供电网络的特点：1）电缆数量少：每个供电分区带8～10座变电所，供电分区之间为2路35kV环网电缆环入环出，电缆数量少。
2）建设投资小：随着铜材料涨价，电缆价格居高不下，由于电缆供电范围内的负荷较高，电缆截面较大，也就增加了建设投资，与小分区方案比较，还是节省投资。
3）可靠性低：由主变电所单独给各变电所提供电源，下级的各变电所之间，设有联络电缆，分区相互之间没有电力支援，当下级某座变电所的两路进线电源失电时，整个分区失电，影响范围较大。
4）继电保护选择性：大分区方案采用差动+过流保护的方案。
在继电保护选择性不满足要求的情况下，线路设置差动保护，在差动保护退出条件下，投入过流保护，过流保护不设置级差选择性。
（2）主所之间小分区供电网络的特点：1）电缆数量多：每个供电分区带4～5座变电所，供电分区之间为2路35kV环网电缆环入环出，电缆数量多。
2）建设投资大：随着铜材料涨价，电缆价格居高不下，由于供电分区较小，同一断面上存在多回路电缆的情况，电缆数量多。
3）可靠性高：每个供电分区供电范围内的变电所数量较少，当一个供电分区故障时，受影响的范围较小。
4）继电保护选择性：小分区方案采用差动+过流保护的方案。
线路设置差动保护，在差动保护退出条件下，投入过流保护，过流保护设置级差选择性，可以有效的缩小故障范围，便于查找故障。
5）节能效果差：由于正常运行方式下，小分区方案需要设置多路馈线开关，虽然供电分区所带的供电负荷较小，分区内的负荷电流小，在分区系统内的电能损耗小，但是综合建设成本高，用铜量高，节能效果一般。
综上以上分析，考虑到大分区和小分区的方案各有优缺点，可以吸收大小分区的优点综合利用。
建议本工程在两座主变电所之间采用大分区的双环网供电方式，其他分区采用小分区的方案。
2、中压环网供电分区划分方案为降低系统电压损失，当一座主变电所退出运行时，降低主变电所间的负荷矩，一号线一座主变电所设置4个供电分区，在攻城街站设置与二号线的中压环网联络开关。
二号线两座主变电所设置7个供电分区，构成环式供电，在春光街站、西安路站、革镇铺站设置中压环网联络开关。
3、中压网络环网电缆设计与潮流计算在确定中压供电网络接线方案的同时，需要对中压供电网络在各种运行方式下的电压、电流和功率分布进行计算和分析，即进行潮流分布计算及分析，通过对中压供电网络潮流分部的计算与分析，可进一步验证中压供电网络系统的合理性、可靠性和安全性，并可以对中压环网电缆截面进行选择。
以下将根据中压供电网络推荐方案（第三个方案），进行潮流分布计算与分析。
4、计算与分析方法（1）根据工程经验及电缆选择原则，首先初步确定电缆设置方案；（2）针对中压供电网络的不同运行方式，计算各种运行方式下的功率分布、电流分布和压降；（3）参照《地铁设计规范》（GB50157-2003）中的相关规定，对各种运行方式下功率分布、电流分布和压降的计算结果进行分析，以验证所选择的电缆截面是否能满足供电系统各种运行方式的需要，是否还有可以优化的余地；5、中压环网电缆选择及设置方案（1）电缆选择原则1）35kV电缆载流量能够满足远期高峰小时牵引负荷和动力照明负荷的要求，即在正常运行方式下，能够满足其向所在供电范围内的全部牵引负荷及动力照明负荷的供电要求。
2）当110/35kV主变电所正常运行，环网中任一回路35kV进线电缆故障时，另一回路35kV电缆载流量能满足向其所在供电范围内的牵引负荷和动力照明全部负荷供电要求。
3）当一座主变电所/二级电源开闭所故障解列时，中压环网电缆的载流量满足该电缆供电范围内的高峰小时牵引负荷和动力照明一、二级负荷的用电需求，以保证轨道交通线路在1座变电所退/二级电源开闭所退出运行时，继续运营。
4）电缆能承受系统在各种运行方式下的短路电流，满足轨道交通安全性要求和不同敷设环境的要求。
（2）电缆设置方案电缆截面按回路在各种工况下的最大负荷电流计算，对于互为备用线路，一路退出运行，另一路承担其一、二级负荷的供电，线路末端电压损失压差不超过5%。
此外，通过不同供电分区的负荷合理配置，避免截面预留过大而造成浪费。
6、计算与分析验证内容中压供电网络潮流分布计算与分析验证的主要内容包括：（1）中压供电网络系统中各变电所的母线电压是否在设计允许范围内；（2）中压供电网络系统中的中压电缆，在各种运行方式情况下，是否出现过负荷情况；（3）中压供电网络系统中，供电分区中的功率分布是否平衡；（4）中压供电网络系统电缆的选择。
7、计算结果与分析本计算结果主要包括：各种运行方式下主变电所至车站变电所母线处的电压降、主变电所馈线电缆（即车站变电所的电源进线电缆）所承担的负荷容量，系统电缆流经的电流。
根据主变电所运行方式，分四种最严重情况对中压网络电压损失进行计算。
（1）2号线泉水路主所解列，2号线全线一、二级负荷由张前路主所供电。
1）潮流构造图详细内容请见附件CAD图1）压降与电流（分以下两种情况：①2号线全部采用截面240电缆（已经考虑电缆乘以系数）②1、2、5、6、7分区采用120电缆，3、4分区采用240，第六、第七分区已经考虑电缆系数）③压降与电流（1、2分区采用185电缆、5、6、7分区采用120电缆，3、4分区采用240）①2号线全部采用截面240电缆②1、2、5、6、7分区采用120电缆，3、4分区采用240，第六、第七分区已经考虑电缆系数③压降与电流（1、2分区采用185电缆、5、6、7分区采用120电缆，3、4分区采用240）由上述计算可以看出，二号线只有第五、第六、第七三个分区可以采用120电缆（已经考虑电缆乘以系数），其他分区只能采用240电缆。
（2）2号线张前路主所解列，2号线全线一、二级负荷由主所泉水路供电。
1）潮流构造图详细内容请见附件CAD图2）功率分布3）压降与电流（分以下两种情况分析：①2号线全部采用截面240电缆（考虑电缆乘以系数）②2号线五、六、七采用120电缆，其他分区240电缆，此种其情况下考虑已经考虑电缆乘以系数）②2号线五、六、七采用120电缆，其他分区240电缆，此种其情况下考虑已经考虑电缆乘以系数由上述可以看出，二号线第五、第六、第七三个分区可以采用截面120的电缆（已经考虑电缆乘以系数）。
（3）1号线学苑广场主所解列，1号线“东海公园站至西安路站”区段一、二级负荷由2号线泉水路主所供电。
1）潮流构造图详细内容请见附件CAD图3）压降与电流（2号线采用240电缆，一号线全部采用120电缆，已经考虑电缆乘以系数）（4）1号线学苑广场主所解列，1号线“功成街站至河口车辆段”区段一、二级负荷由2号线张前路主所供电。
1）潮流构造图详细内容请见附件CAD图3）压降与电流（分为如下三种情况：①2号线部分采用150，同时1号线全部采用150电缆。
②2号线采用240电缆，一号线全部采用120电缆（电缆乘以系数1.1后）③张前路主所至马栏广场采用300，由马兰广场至功成街站采用240电缆，一号线全部采用120电缆（电缆乘以系数1.1后））①2号线部分采用150，同时1号线全部采用150电缆。
（在电缆未乘以系数的②2号线采用240电缆，一号线全部采用120电缆（电缆乘以系数1.1后）③张前路主所至马栏广场采用300，由马兰广场至功成街站采用240电缆，一号线全部采用120电缆（电缆乘以系数1.1后）由上述计算可以看出，只有第三种情况满足压降要求。
8、研究结果分析从以上计算结果可以看出，中压供电网络的最大电流、最大压降和最大负荷都发生在当一座主变电所解列退出运行，另一座主变电所利用自身的备用容量实施救援时。
国标GB50157-2003《地铁设计规范》中14.1.12条规定“供电系统的中压网络应按列车运行的远期通过能力设计，对互为备用线路，一路退出运行，另一路应承担其一、二级负荷的供电，线路末端电压损失不宜超过5%”。
综上所述，根据各种情况下的计算结果可以看出，最节约的方案为（已经考虑电缆乘以系数1.1）：①二号线由张前路主变电所至马栏广场站的电缆应采用截面为300的电缆；张前路主所至第五、第六分区的电缆采用截面120的电缆；第五、第六、第七分区环网电缆采用截面为120的电缆；泉水路至第一、第二、第三分区均采用截面为240的电缆，第一、第二、第三、第四分区环网电缆应采用截面为240的电缆。
②一号线四个分区环网电缆均采用截面为120的电缆，西安路至功成街开闭所采用240电缆，交通大学至功成街站采用240电缆，学苑广场至功成街开闭所采用240的电缆。